(57)【要約】【課題】ＥＣモータの回転数の正確な確定を簡単な形式で可能にすべく改善を行うこと。【解決手段】回転数信号に対する許容誤差ないし許容偏差の少なくとも１つの影響量を補償するための少なくとも１つの補正値が求められて記憶され、前記補正値を用いて回転数信号が補正されるようにする。【選択図】図１
2005326424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＣモータの回転数を測定するための方法であって、
前記ＥＣモータは、巻線を備えた一次側部分と、周面方向で互いにずらされて相互に対抗する方向で交互に磁化されているマグネットセグメント（１，８）を備えた二次側部分とを有し、それらの位置決め及び/又は寸法に関して許容誤差を有しており、
前記二次側部分は、一次側部分に対して相対的に回転され、マグネットセグメント（１，８）の位置は一次側部分に対して相対的に検出され、この場合位置測定信号は、回転数信号の形成のために微分される形式の方法において、
回転数信号に対する許容誤差の少なくとも１つの影響量を補償するための少なくとも１つの補正値が求められて記憶され、
前記補正値を用いて回転数信号が補正されるようにしたことを特徴とする方法。
【請求項２】
マグネットセグメント（１，８）の位置が、測定装置を用いて検出され、前記測定装置は、一次側部分において複数の磁気センサを有しており、前記磁気センサは、二次側部分の回転毎に一次側部分に対して相対的に複数のマグネットセグメントセンサ組合わせが実行されるように、一次側部分の周面方向で相互にずらされて配設されており、さらに前記マグネットセグメントセンサ組合わせ毎にそれぞれ１つの補正値が求められ、記憶され、回転数信号の補正のために用いられる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
二次側部分が一次側部分に対して相対的に、複数のマグネットセグメントセンサ組合わせが実行されるように回転され、前記マグネットセグメントセンサ組合わせのための測定装置を用いて、第１の未補正回転数信号が求められ、それに対して付加的に、未補正回転数信号よりも高い精度を有するＥＣモータの回転数に対する基準信号が求められ、第１の未補正回転数信号と基準信号を用いて、複数の補正値が補正係数として確定され、第１の未補正回転数信号の複数のマグネットセグメントセンサ組合わせが実行され、その際測定装置を用いて第２の未補正回転数信号が求められ、当該回転数信号が、事前に求められていた補正係数を用いて補正される、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
基準信号は、第１の未補正回転数信号がフィルタリングによって平滑化されることにより形成される、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記二次側部分は、個々のマグネットセグメントセンサ組合わせが少なくとも２回現れるように、一次側部分に対して相対的に回転され、その際個々のマグネットセグメントセンサ組合わせ毎にそれぞれ１つの補正係数が求められ、個々のマグネットセグメントセンサ組合わせ毎に求められた補正係数からそれぞれ１つの平均値が形成され、そのように得られた平均値は新たな補正係数として記憶され、回転数信号がマグネットセグメントセンサ組合わせの新たな実行のもとで、当該補正係数を用いて補正される、請求項１から４いずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記平均値としてそのつど算術的平均値が形成される、請求項１から５いずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記平均値としてそのつど１つの平滑化された平均値が形成され、有利には、補正係数を平均値に関与させる重み付けが、補正係数の古さの増加と共に低減するように形成される、請求項１から６いずれか１項記載の方法。
【請求項８】
個々のマグネットセグメントセンサ組合わせに対する平滑化された平均値、
ＦＮｅｕ［ｉ（ｔ−Ｔ）］
が以下の式、
ＦＮｅｕ［ｉ（ｔ−Ｔ）］＝λＦＡｌｔ［ｉ（ｔ−Ｔ）］+（１−λ）Ｆ［ｉ（ｔ−Ｔ）］
に従って周期的に算出され、この場合、
前記ｉはそのつどのマグネットセグメントセンサ組合わせを識別するインデックス、
前記ｔは時間、
前記Ｔは実際の速度と測定された速度の間の遅延時間、
前記λＦＡｌｔ［ｉ（ｔ−Ｔ）］は、最後の平均値形成の際にインデックスｉのもとで算出された平均値、
前記λは忘却係数（Vergessensfaktor）を表わし、該係数は０よりも大きくかつ１よりも小さく、有利には０.７〜０.９の間にある、請求項１から７いずれか１項記載の方法。
【請求項９】
ａ）二次側部分が一次側部分に対して相対的に回転されかつ個々のマグネットセグメントセンサ組合わせに対する補正係数が求められて記憶されるステップと、
ｂ）その後で相応するマグネットセグメントセンサ組合わせが新たに実行され、その際に新たな補正係数のセットが求められるステップと、
ｃ）古い補正係数セットの補正係数が新たな補正係数セットの補正係数に対して相対的に周期的に交換され、その後でこれらの補正係数セットが相互に比較されるステップと、
ｄ）新たな補正係数セットと古い補正係数セットの全ての交換組合わせ並びに比較がなされるまで、前記ステップｃ）を繰返すステップと、
ｅ）新たな補正係数セットとの最大の一致が現れる交換組合わせが求められるステップと、
ｆ）前記交換組合わせに対応付けられる古い補正係数セットの補正値の配列によって回転数信号を補正するステップとを有している、請求項１から８いずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
補正係数セット間の最大の一致が現れる交換組合わせのもとで古い補正係数セットと新たな補正係数セットのそのつどの相互に対応付けられた補正係数から、それぞれ１つの平均値が形成され、新たな補正係数として記憶され、前記平均値形成によって得られた補正係数セットを用いて回転数信号が補正される、請求項８記載の方法。
【請求項１１】
ａ）二次側部分が一次側部分に対して相対的に回転され、全てのマグネットセグメントセンサ組合わせが少なくとも一回実行されるステップと、
ｂ）その際にＥＣモータの回転毎に二次側部分の各磁極対毎にそれぞれ複数の測定信号状態が経過するように位置測定信号が生成されるステップと、
ｃ）複数のマグネットセグメントセンサ組合わせに相応する数の値組合わせを有し、少なくとも該当するマグネットセグメントセンサ組合わせに対する補正係数とこれに対応する測定信号状態からなる第１のデータセットが求められて記憶されるステップと、
ｄ）その後で相応するマグネットセグメントセンサ組合わせを新たに実行し、その際に複数の値組合わせを有する新たな第２のデータセットを求めて記憶するステップと、
ｅ）第１のデータセットの測定信号状態と第２のデータセットの測定信号状態との間でずれが生じた場合に、それらのデータセットの測定信号状態が一致するように、第１のデータセットの値組合わせが第２のデータセットの値組合わせに対して周期的に相対的にシフトされるステップと、
ｆ）その後でデータセットのそれぞれ相互に対応付けられた補正係数が相互に比較されるステップと、
ｇ）１つのデータセットの補正係数が、磁気センサの数の二倍に相応する数のステップだけ、他のデータセットの補正係数に対して相対的に周期的に交換され、その後でそれぞれ相互に対応付けられたデータセットの補正係数が相互に比較されるステップと、
ｈ）場合によって前記ステップｇ）を、全ての交換組合わせが処理されるまで繰返すステップと、
ｉ）データセットの補正係数間で最大の一致が現れる交換組合わせを求めるステップと、
ｊ）前記交換組合わせに対応付けられた第１のデータセットの補正値の配列を用いて回転数信号を補正するステップとを有している、請求項１から１０いずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
データセットの補正係数間で最大の一致が現れる交換組合わせのもとで、第１のデータセットと第２のデータセットのそのつどの相互に対応付けられた補正係数から、それぞれ１つの平均値が形成され、新たな補正係数として記憶され、前記平均値形成によって得られた補正係数セットを用いて回転数信号が補正される、請求項１１記載の方法
【請求項１３】
未補正の回転数信号の変動幅と補正済みの回転数信号の変動幅を１つのタイムウインドウ内で求めて相互に比較し、補正済み回転数信号の変動幅が未補正回転数信号の変動幅よりも大きい場合には、補正係数を新たに求めるか、及び/又はマグネットセグメントセンサ組合わせに対する補正係数の対応付けを再構築する、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
補正係数を予め定められた値範囲に制限し、この値範囲は有利には０.８〜１.２の間にある、請求項１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＣモータの回転数を測定するための方法であって、前記ＥＣモータは、巻線を備えた一次側部分と、周面方向で互いにずらされて相互に対抗する方向で交互に磁化されているマグネットセグメントを備えた二次側部分とを有し、それらの位置決め及び/又は寸法に関して許容誤差を有しており、前記二次側部分は、一次側部分に対して相対的に回転され、マグネットセグメントの位置は一次側部分に対して相対的に検出され、この場合位置測定信号は、回転数信号の形成のために微分される形式の方法ＥＣモータの回転数の測定のための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧式圧力媒体供給器の操作のために設けられているこの種のＥＣモータの回転数測定のための方法は、ドイツ連邦共和国特許出願 DE 102 32 500 A1 明細書から公知である。この圧力媒体供給器は、自動車の内燃機関から変速機へトルクを伝達するクラッチを調整している。ＥＣモータの二次側部分が巻線に流れる電流の整流によって一次側に対して相対的に稼働している間、一次側部分に対して相対的な二次側部分のマグネットセグメントの位置がホールセンサを用いて検出される。その場合位置測定信号は、所定のパスないしはそのつど６°の回転角度毎にその値を変える。回転数信号の形成のためには、位置測定信号が微分される。ＥＣモータの周面に亘る回転数信号の分解能を向上させるためには、２つのセンサ信号間の距離が複数の部分ステップに分割される。システムはセンサ信号の位置において同期化されるので瞬時の回転数が既知となる。それ故に次のセンサ信号が再び同期化されるまで、回転数はモデルを用いて部分ステップから部分ステップへと算出される。この方法を用いれば、周面に亘る回転数信号の分解能を高めることが可能となる。
【０００３】
しかしながらマグネットセグメントは、二次側部分の周面におけるその位置付けと、周面方向におけるその寸法に関して詳細にはわからない許容誤差を有しているので、モデルの同期化の際に不精度が生じる。この不精度は２つのセンサ信号間のパスの部分ステップへの分割によっても完全な補償はできず、少なくとも現段階では不完全にしか補償できない。例えば４つの磁極と３つのホールセンサを有するＥＣモータの場合で２つのマグネットセグメントセンサ組合わせの間の角度長が、＋−２０％程度目標値からずれ、ＥＣモータの回転数が１０００Ｕｍｉｎ−１であるならば、その位置測定信号は、平均して２.５ｍｓおきにその値が入れ替わる。この入れ替わりの間の時間は、＋−２０％程度、すなわち２ｍｓ〜３ｍｓ位変動する。それによって回転数は８３３Ｕｍｉｎ−１〜１２５０Ｕｍｉｎ−１の間で変化する。すなわち回転数はほぼ４０％程度、先行値から外れる。このような実際の回転数から＋−２０％の偏差を伴う測定回転数の急激な変化は、例えば回転数制御に著しい影響を与え、比較的僅かな動特性しか持たない制御しかできなくなる。
【０００４】
回転数信号は、例えばそのつど最後の１つ前の回転数測定値と最後の回転数測定値および目下の回転数測定値から平均値を形成することによって平滑化させることは可能ではある。しかしながらいずれにせよ平均化された回転数測定値はその後は目下の時点での回転数を反映するものではなくなり位置測定信号の最後の入替え時点でのものとなる。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許出願 DE 102 32 500 A1 明細書
【特許文献２】ドイツ連邦共和国特許出願 DE 103 55 566.8 明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
それ故に本発明の課題は、冒頭に述べたような形式の方法において、ＥＣモータの回転数の正確な確定を簡単な形式で可能にすべく改善を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題は本発明により、回転数信号に対する許容誤差ないし許容偏差の少なくとも１つの影響量を補償するための少なくとも１つの補正値が求められて記憶され、前記補正値を用いて回転数信号が補正されるようにして解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は次のような事実を基礎としている。すなわち許容誤差ないし許容偏差を含んだ二次側部分のマグネットセグメントが、位置固定された一次側部分に配設されているマグネットセンサの前を何度も通過する場合、各マグネットセンサの通過の際に相応のマグネットセグメント毎にマグネットセンサを用いて検出される位置測定信号が、マグネットセグメントの許容誤差に起因する同じエラーを有していることである。このエラーは、後の補正値を確定するために測定によってあるいは他の手法で求められ、後続する時点で該当するマグネットセグメントがマグネットセンサを新たに通過する時に前記補正値を用いて回転数信号が補正される。それにより、１つのマグネットセグメントの許容誤差によって引き起される測定の不正確さが簡単な形式で回転数信号において補正され得る。その上さらにこの補正は、補正された回転数値と未補正の回転数値の間のタイムラグを生じさせることなく、そのつどの時事測定された回転数値のもとでオンラインで実施することももちろん可能である。
【０００８】
まだ未公開のドイツ連邦共和国特許出願 DE 103 55 566.8 明細書からは、位置測定信号に対する補正値が求められてはいるが概念的に異なるＥＣモータの作動方法が公知である。ここでは補正された位置測定信号を用いて、ＥＣモータの巻線の通流が整流される通流時点が確定されている。補正値を求めるために、二次側部分が無電流の巻線のもとを一次側部分に対して相対的に移動する場合に、マグネットセグメントによって巻線内で誘導される電圧に対する誘導電圧測定信号が測定される。その他にもマグネットセグメントの磁界に配向される位置測定装置を用いて位置測定信号が測定される。この位置測定信号と基準信号として用いられる前記誘導電圧測定信号との比較によって、位置測定信号に対する補正値が求められる。しかしながらＥＣモータの回転数の測定のための方法は、この明細書の中では開示されていない。
【０００９】
本発明の別の有利な実施形態によれば、マグネットセグメントの位置が、測定装置を用いて検出され、前記測定装置は、一次側部分において複数の磁気センサを有しており、前記磁気センサは、二次側部分の回転毎に一次側部分に対して相対的に複数のマグネットセグメントセンサ組合わせが実行されるように、一次側部分の周面方向で相互にずらされて配設されており、さらに前記マグネットセグメントセンサ組合わせ毎にそれぞれ１つの補正値が求められ、記憶され、回転数信号の補正のために用いられる。その後で補正された回転数信号は、十分に高い精度を有する。マグネットセグメントセンサ組合わせの数は、有利には磁気センサの数と二次側部分の磁極の数との関に相応する。
【００１０】
有利には、二次側部分が一次側部分に対して相対的に、複数のマグネットセグメントセンサ組合わせが実行されるように回転され、前記マグネットセグメントセンサ組合わせのための測定装置を用いて、第１の未補正回転数信号が求められ、それに対して付加的に、未補正回転数信号よりも高い精度を有するＥＣモータの回転数に対する基準信号が求められ、第１の未補正回転数信号と基準信号を用いて、複数の補正値が補正係数として確定され、第１の未補正回転数信号の複数のマグネットセグメントセンサ組合わせが実行され、その際測定装置を用いて第２の未補正回転数信号が求められ、当該回転数信号が、事前に求められていた補正係数を用いて補正される。つまり補正値は、補正係数の形態で求められる。これにより、異なる回転数のもとでマグネットセグメントの許容誤差によって引き起された測定エラーの補正が可能となる。この基準信号は、例えばＥＣモータの完成の際に付加的な位置測定装置を用いて求められた測定信号であってもよい。またこの基準信号は、ＥＣモータに結合されているシャフトの回転数信号および/または積分処理された加速度信号であってもよい。
【００１１】
本発明の別の有利な実施形態によれば、基準信号は、第１の未補正回転数信号がフィルタリングによって平滑化されることにより形成される。それにより、基準信号測定のための付加的なセンサが省かれる。
【００１２】
特に有利には、前記二次側部分は、個々のマグネットセグメントセンサ組合わせが少なくとも２回現れるように、一次側部分に対して相対的に回転され、その際個々のマグネットセグメントセンサ組合わせ毎にそれぞれ１つの補正係数が求められ、個々のマグネットセグメントセンサ組合わせ毎に求められた補正係数からそれぞれ１つの平均値が形成され、そのように得られた平均値は新たな補正係数として記憶され、回転数信号がマグネットセグメントセンサ組合わせの新たな実行のもとで、当該補正係数を用いて補正される。それにより、回転数信号が得られる際の十分に高い精度が達成される。その場合の個々のマグネットセグメントセンサ組合わせは、有利にはできるだけ頻繁に実行される。このことは特に連続的に回転されるＥＣモータ、例えば電子制御されたカム軸調整（ＥＶＴないし電子バルブタイミング制御）のためのＥＣモータの場合に有利となる。そのような連続的に回転するＥＣモータは、実質的に常に補正値の適応化を可能にし、そのためこれらの補正係数が迅速にほぼ定常的な値をとる。
【００１３】
本発明の別の構成によれば、前記平均値としてそのつど算術的平均値が形成される。この場合平均値形成に利用される全ての補正係数が同じ重み付けで平均値に含まれる。
【００１４】
本発明の有利な実施形態によれば、前記平均値としてそのつど１つの平滑化された平均値が形成され、有利には、補正係数を平均値に関与させる重み付けが、補正係数の古さの増加と共に低減するように形成される。つまり新たな補正係数は既に経過している時点で対応付けられている補正係数よりも強く平均値に考慮される。１度でもエラーが発生したならば、１つのマグネットセグメントセンサ組合わせが識別されず、それによって既に求められている補正係数が誤ったマグネットセグメントに対応付けられることとなり、誤った補正係数の対応付けが短時間だけ回転数信号の補正に影響を与える。すなわち誤った補正係数は比較的早く“忘れられる”。
【００１５】
さらに本発明の別の有利な実施形態によれば、個々のマグネットセグメントセンサ組合わせに対する平滑化された平均値、
ＦＮｅｕ［ｉ（ｔ−Ｔ）］
が以下の式、
ＦＮｅｕ［ｉ（ｔ−Ｔ）］＝λＦＡｌｔ［ｉ（ｔ−Ｔ）］+（１−λ）Ｆ［ｉ（ｔ−Ｔ）］
に従って周期的に算出され、この場合、
前記ｉはそのつどのマグネットセグメントセンサ組合わせを識別するインデックス、
前記ｔは時間、
前記Ｔは実際の速度と測定された速度の間の遅延時間、
前記λＦＡｌｔ［ｉ（ｔ−Ｔ）］は、最後の平均値形成の際にインデックスｉのもとで算出された平均値、
前記λは忘却係数（Vergessensfaktor）を表わし、該係数は０よりも大きくかつ１よりも小さく、有利には０.７〜０.９の間にある。この種の平均値形成は、特にオンライン計算に適している。時間値Ｔは、回転数に依存し、回転数の増加と共に低減する（事象制御システム）。
【００１６】
別の有利な実施形態によれば、
ａ）二次側部分が一次側部分に対して相対的に回転されかつ個々のマグネットセグメントセンサ組合わせに対する補正係数が求められて記憶されるステップと、
ｂ）その後で相応するマグネットセグメントセンサ組合わせが新たに実行され、その際に新たな補正係数のセットが求められるステップと、
ｃ）古い補正係数セットの補正係数が新たな補正係数セットの補正係数に対して相対的に周期的に交換され、その後でこれらの補正係数セットが相互に比較されるステップと、
ｄ）新たな補正係数セットと古い補正係数セットの全ての交換組合わせ並びに比較がなされるまで、前記ステップｃ）を繰返すステップと、
ｅ）新たな補正係数セットとの最大の一致が現れる交換組合わせが求められるステップと、
ｆ）前記交換組合わせに対応付けられる古い補正係数セットの補正値の配列によって回転数信号を補正するステップとを有している。
【００１７】
このようにして例えば測定信号の障害に基づいて不意な変化が生じた場合でもマグネットセグメントに対する補正係数の対応付けが再構築され得る。それにより既に求められている補正係数が障害の発生後でも引き続き使用できる。その場合ＥＣモータの二次側部分において、一次側部分に相対する二次側部分の位置の絶対測定を可能にする識別子が省かれる。有利な形態によれば、この方法がＥＣモータの再度のスイッチングオンの後でも、先のＥＣモータのスイッチングフェーズで求められ不揮発性メモリに格納された補正係数を、当該スイッチングフェーズ期間中に求められたマグネットセグメントセンサ組合わせに対応付けるのに利用される。場合によってこれらの補正係数は、ＥＣモータの完成の際有利には最終完成工程において理想的な条件のもとで求められるようにしてもよい。
【００１８】
場合によっては、補正係数セット間の最大の一致が現れる交換組合わせのもとで古い補正係数セットと新たな補正係数セットのそのつどの相互に対応付けられた補正係数から、それぞれ１つの平均値が形成され、新たな補正係数として記憶され、前記平均値形成によって得られた補正係数セットを用いて回転数信号が補正される。それにより第１のデータセットの補正係数も第２のデータセットの補正係数も回転数信号の補正の際に考慮される。
【００１９】
本発明の別の有利な実施形態によれば、
ａ）二次側部分が一次側部分に対して相対的に回転され、全てのマグネットセグメントセンサ組合わせが少なくとも一回実行され、
ｂ）その際にＥＣモータの回転毎に二次側部分の各磁極対毎にそれぞれ複数の測定信号状態が経過するように位置測定信号が生成され、
ｃ）複数のマグネットセグメントセンサ組合わせに相応する数の値組合わせを有し、少なくとも該当するマグネットセグメントセンサ組合わせに対する補正係数とこれに対応する測定信号状態からなる第１のデータセットが求められて記憶され、
ｄ）その後で相応するマグネットセグメントセンサ組合わせを新たに実行し、その際に複数の値組合わせを有する新たな第２のデータセットが求められて記憶され、
ｅ）第１のデータセットの測定信号状態と第２のデータセットの測定信号状態との間でずれが生じた場合に、それらのデータセットの測定信号状態が一致するように、第１のデータセットの値組合わせが第２のデータセットの値組合わせに対して周期的に相対的にシフトされ、
ｆ）その後でデータセットのそれぞれ相互に対応付けられた補正係数が相互に比較され、
ｇ）１つのデータセットの補正係数が、磁気センサの数の二倍に相応する数のステップだけ、他のデータセットの補正係数に対して相対的に周期的に交換され、その後でそれぞれ相互に対応付けられたデータセットの補正係数が相互に比較され、
ｈ）場合によって前記ステップｇ）が、全ての交換組合わせが処理されるまで繰返され、
ｉ）データセットの補正係数間で最大の一致が現れる交換組合わせが求められ、
ｊ）前記交換組合わせに対応付けられた第１のデータセットの補正値の配列を用いて回転数信号が補正される。
【００２０】
この手段により、比較的僅かな交換ないしシフト操作とそれに応じた僅かなコストを伴うだけで、マグネットセンサ組合わせに対する補正係数の対応付が再構築される。
【００２１】
その際には、データセットの補正係数間で最大の一致が現れる交換組合わせのもとで、第１のデータセットと第２のデータセットのそのつどの相互に対応付けられた補正係数から、それぞれ１つの平均値が形成され、新たな補正係数として記憶され、前記平均値形成によって得られた補正係数セットを用いて回転数信号が補正されてもよい。それにより第１のデータセットの補正係数も第２のデータセットの補正係数も回転数信号の補正の際に考慮される。
【００２２】
別の有利な実施例によれば、未補正の回転数信号の変動幅と補正済みの回転数信号の変動幅を１つのタイムウインドウ内で求めて相互に比較し、補正済み回転数信号の変動幅が未補正回転数信号の変動幅よりも大きい場合には、補正係数を新たに求めるか、及び/又はマグネットセグメントセンサ組合わせに対する補正係数の対応付けが再構築される。これは、補正された回転数信号の変動が補正されていない回転数信号の変動よりも大きい場合に、個々のマグネットセンサ組合わせに対する補正係数の対応付の際にエラーが発生することを前提としている（例えばＥＭＶ放射）。このようなエラーの補正のために、補正係数は値１にリセットされ、その後で新たな適応化が施されるか若しくは初期の対応付けが例えば補正係数の周期的交換によって再構築される。
【００２３】
有利には、補正係数を予め定められた値範囲に制限し、この値範囲は有利には０.８〜１.２の間である。それにより補正された回転数信号の中の異常値（これは必ずしも予め定められた値範囲外にある補正係数によって引き起こされるものでもない）が、考慮される。
【００２４】
以下の明細書では、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。ここで、
図１は、ＥＣモータの二次側部分端面側の概略的な平面図であり、この場合二次側部分の周面には複数のマグネットセグメントが配設され、一次側部分に対する二次側部分の位置を検出する位置測定装置が設けられており、
図２は、位置測定装置を用いて検出された位置測定信号をグラフィカルに表した図であり、
図３は、位置測定信号から生成された回転数信号の補正の際の個々のステップを表したフローチャートであり、
図４は、複数の補正係数をグラフィカルに表した図であり、この場合補正係数の大きさが棒グラフで表されており、これらの棒グラフ（バー）の下方にはそれぞれの該当する補正係数に対応する位置測定信号の値が示され、それぞれのインデックスが形成されている。このインデックスは該当するマグネットセグメントセンサ組合わせの補正係数に対応付けられている。
【実施例】
【００２５】
ＥＣモータは図では詳細には示されていないが、巻線を備えステータとして構成されている一次側部分と、導磁性の支持部材９に配設され周面方向に相互にずらされて相対抗する方向で交互に磁化されている永久磁石１〜８を備えたほぼ円筒状のロータとして構成された二次側部分を有している。図１中に示されている実施例では二次側部分は８つの永久磁石１〜８を有し、それらは支持部材９の周面方向で４５゜のパターンで相互にずらされている。これらのマグネットセグメント１〜８は、二次側部分の周面にそれぞれ１つの磁極を形成している。それにより周面に亘って全体でｐ個の磁極対が生じている。図１ではこのことが例えば二次側部分に対するｐ＝４の磁極対で表されている。マグネットセグメント１〜８によって形成されたリング上では、磁界がそれぞれの方向で１回転毎に８回入れ替わっている。これらのマグネットセグメント１〜８は、それらの位置に関しても、周面方向の寸法に関しても許容誤差（許容偏差）を有している。つまり相互に隣接するマグネットセグメント１〜８の相互に対応している個所の間の機械的な角度αは、目標値、すなわち１８０゜／p（ここでは４５゜）からずれている可能性がある。
【００２６】
図には詳細には示されていない軸受けを用いて二次側部分は、その長手軸線を中心に一次側部分に対して相対的に回転可能に支承されている。この二次側部分の正転方向は、図１中に矢印Ｐｆで示されている。
【００２７】
一次側部分に対して相対的な二次側部分の回転数の測定に対しては位置測定装置が設けられている。この位置測定装置は、一次側部分に周面方向で相互にずらされた磁気センサＡ，Ｂ，Ｃを有しており、これらのセンサはそれぞれの対向している磁界区分１〜８の磁気を検出している。図１に示されている実施例では、磁気センサの数ｍは３である。もちろんこれ以外の数値も可能である。
【００２８】
磁気センサＡの出力信号は、二次側部分のそのつどの回転のもとで角度αだけ変化する。磁気センサＡのみを用いた場合、二次側部分の回転角度の分解能αが達成され得る。図１からも明らかなように、３つのセンサＡ，Ｂ，Ｃは二次側部分の周面に相互にずらされて配置されている。このずれは、次のように選択されている。すなわちセンサＡ，Ｂ，Ｃを用いて検出される位置測定信号が１８０゜／（ｐ・ｍ）の分解能を有するように選択される。このことは次のことによって達成される。すなわち磁気センサＢが磁気センサＡに対して正転方向ｐｆに、β＝１８０゜／ｍの整数倍を含めて機械的な角度分１８０゜／（ｍ・ｐ）分だけずらされ、さらに磁気センサＣがこの分の２倍だけ磁気センサＡに対して正転方向ｐｆにずらされることによって達成される。
【００２９】
図２には、センサＡ，Ｂ，Ｃの出力信号Ａ′、Ｂ′、Ｃ′から合成された右回りの正転方向ｐｆに対する位置測定信号の区分がグラフィックに表されている。この場合出力信号Ａ′は、磁気センサＡに対応し、出力信号Ｂ′は磁気センサＢに対応し、出力信号Ｃ′は磁気センサＣに対応している。これらの出力信号Ａ′、Ｂ′、Ｃ′は、論理値１または０をとり得るデジタル信号である。この場合論理値１は、該当するセンサＡ，Ｂ，Ｃに、Ｎ極を形成するマグネットセグメント１〜８が対向した場合に生じる。これに相応した形式で出力信号Ａ′、Ｂ′、Ｃ′は、Ｓ極を形成するマグネットセグメント１〜８が、該当するセンサＡ，Ｂ，Ｃに対向した場合に論理値０をとる。
【００３０】
該当するセンサＡ，Ｂ，Ｃをちょうど通過する各マグネットセグメント１〜８に対する出力信号の個々の値の対応付けを明らかにするために、これらの出力信号値には、それぞれ該当するマグネットセグメント１〜８の番号が付されている。図２では、出力信号下方の横座標にそれぞれ磁気的回転角度φmagnetischと機械的回転角度φmechanischがプロットされている。ここで明らかなことは、機械的回転角度３６０゜／ｐ（＝９０゜）のもとで位置測定信号が順次連続して２・ｍ（＝６）の異なった状態をとることである。これはその後繰り返される。
【００３１】
出力信号Ａ′、Ｂ′、Ｃ′から合成される位置測定信号は、評価のために図には詳細に示されていない評価装置に伝送される。この評価装置は磁気センサＡ，Ｂ，Ｃに接続されている。評価装置は、出力信号Ａ′、Ｂ′、Ｃ′だけは識別するが、どのマグネットセグメント１〜８がちょうどセンサＡ，Ｂ，Ｃを通過しているかはわからない。
【００３２】
図２では、マグネットセグメントセンサ組合わせの１つが常に現下でアクティブであることが示されている。図２においてこれらはそれぞれ左方から右方に向けてマグネットセグメントセンサ組合わせ（１，６，３）、（１，６，４）、（１，７，４）、（２，７，４）、（２，７，５）、（２，８，５）である。このマグネットセグメントセンサ組合わせのシーケンスは、２・ｐのマグネットセグメント１〜８が磁気センサＡ，Ｂ，Ｃを通過した後、すなわち機械的なフル回転の後で再び繰り返される。
【００３３】
位置測定信号がその値を変える入れ替わりの数によって、二次側部分の総回転角度が確定する。初期値から出発して二次側部分の右回りのもとで総角度は各入れ替え毎に増分される。二次側部分が左回転した場合には、マグネットセグメントセンサ組合わせは逆の順序で入れ替わる。このことは評価装置によって識別され、それによって各入れ替え毎に総角度が減分される。
【００３４】
そのように求められた位置測定信号は、回転数信号の形成のために微分される。このことは例えば次にように行われてもよい。すなわち位置測定信号の２つの変化の間の時間Δｔを測定し、回転数ωを以下の式
【００３５】
【数１】
2005326424.tif 000003
に従って確定してもよい。
【００３６】
マグネットセグメント１〜８の許容誤差に基づいて、そのように求められた回転数信号ωＭｅｓｓ，ｉは、例えば二次側部分の一定した実際の回転数のもとで回転数信号に跳躍的変化を持たせるようなエラーを含んでいる。
【００３７】
評価装置では、マグネットセグメントセンサ組合わせに１から２・ｍ・ｐまでの通し番号が付され、それによって右回りの際に数値（この数値は以下では単にインデックス“ｉ”で表す）がカウントアップされ、２・ｍ・ｐに達した場合には数値１へジャンプする。ＥＣモータのスイッチオンの際には、このインデックスｉはスタート値、例えば値１にセットされる。
【００３８】
ここにおいて各マグネットセグメントセンサ組合わせ毎に補正係数ＦＡｄａｐ［ｉ］が求められる。この補正係数は、インデックスｉを介して相応のマグネットセグメント１〜８に対応付けられる。この補正係数ＦＡｄａｐ［ｉ］は、ｉ番目のマグネットセグメントセンサ組合わせに対する位置測定信号を用いて求められた回転数値ωＭｅｓｓ，ｉと、基準回転数値ωＲｅｆの間の比に相応し、そこからは回転数値ωＭｅｓｓ，ｉよりも高い精度が得られる。この補正係数ＦＡｄａｐ［ｉ］は、評価装置のデータメモリに格納される。
【００３９】
前記補正係数ＦＡｄａｐ［ｉ］を用いることによって、各回転数値ωＭｅｓｓ，ｉ毎にそれぞれ補正回転数値ωＫｏｒｒ，ｉが以下の式、
ωＫｏｒｒ，ｉ＝ωＭｅｓｓ，ｉ／ＦＡｄａｐ［ｉ］
に従って求められる。
【００４０】
補正係数ＦＡｄａｐ［ｉ］は、学習過程において求められる。この学習課程のスタートの際には全ての補正係数補正係数ＦＡｄａｐ［ｉ］がそのつど値１にセットされる。すなわち補正された回転数ωＫｏｒｒ，ｉは、まず測定された回転数ωＫｏｒｒ，ｉに相応する。そして学習課程の間に補正係数ＦＡｄａｐ［ｉ］は、０．８〜１，２の間の値範囲に制限され、それによって、場合によって生じ得る実際には完全に除外することのできない誤った適応化のもとでのエラーの規模が限定される。
【００４１】
図３からわかることは、位置測定信号の変化が識別された場合には、以下のシーケンスが常に実行されることである。すなわち、
Ａ：位置測定信号の最後の入れ替わりと現下の入れ替わりとの間の差分時間Δｔが記憶される。この差分時間Δｔは、事前にアクティブとなったマグネットセグメントセンサ組合わせがどのくらいの長さで通過していったかを表している。このマグネットセグメントセンサ組合わせに対応付けられた位置測定信号の測定値に対してインデックスｉが示され、これはそのつど次のシーケンスの呼出しのために最終シーケンスに適応化される
Ｂ：未補正の回転数の算出
【００４２】
【数２】
2005326424.tif 000004
Ｃ：未補正回転数のフィルタリング：真の回転数ωＴｒｕｅは未知であるので、回転数に対する基準信号が未補正回転数のフィルタリングによって形成される。このフィルタリングの結果ωＲｅｆは、Ｔ秒前の実際の速度と比較的良好に一致する；
【００４３】
【数３】
2005326424.tif 000005
この場合前記Ｔはフィルタの遅延時間であり、それはフィルタのタイプと次数からの偏差である
Ｄ：適応化前提条件の検査。例えば補正係数は、二次側部分の回転方向が変わった場合には適応しなくなる。また強い加速フェーズ期間中も及び/又は二次側部分の遅延の間も補正係数の適応化は中断される。なぜならフィルタリングされた回転数は、確率的にも実際の回転数とは必ずしも正確に一致するものではないからである
Ｅ：最後のマグネットセグメントセンサ組合わせに対する実際の補正係数は、以下に示すように、算出された回転数ωＭｅｓｓ，ｉ（ｔ）と真の回転数信号ωＴｒｕｅ（ｔ）の商として得られる
ＦＴｒｕｅ［ｉ］＝ωＭｅｓｓ，ｉ（ｔ）／ωＴｒｕｅ（ｔ）
真の回転数ωＴｒｕｅは遅延時間Ｔを用いてしか基準回転数ωＲｅｆの形態で得ることができないので、他に関与する全ての特性量も遅延されなければならない。それ故にインデックスｉと未補正回転数値ωＭｅｓｓ，ｉは、シフトレジスタ内に記憶され、それによってそれらの遅延値がそこで得られる。従って補正係数は以下の式で得られる
Ｆ［ｉ(ｔ−Ｔ）］=ωＭｅｓｓ，ｉ（ｔ−Ｔ）／ωＲｅｆ（ｔ）
Ｆ：補正係数に対する平均値形成；補正係数Ｆは、回転数基準値ωＲｅｆが実際の回転数値ωＴｒｕｅと近似的にしか一致しないので、まだ所定の不正確さを有している。それ故に二次側部分の個々の回転のもとで、そのつど新たな補正係数が求められる。その場合そのつどのマグネットセグメントセンサ組合わせ毎に求められる補正係数は、平滑化された平均値の形成によって平均化される
ＦＮｅｕ［ｉ(ｔ−Ｔ）］=λＦＡｌｔ［ｉ(ｔ−Ｔ）］+（１−λ）Ｆ［ｉ(ｔ−Ｔ）］
この場合前記ＦＮｅｕはそのつどの目下の補正係数平均値であり、前記ＦＡｌｔはそれぞれ先行のクロック周期の際に求められた平均値であり、前記λは忘却係数である。この係数は値０と１の間にある。このλが大きければ大きいほど、先の値ωＭｅｓｓ，ｉ（ｔ）が長く考慮される
Ｇ：補正は、目下の値ｉ(ｔ）と先の値ωＭｅｓｓ，ｉ（ｔ）を用いて実施される。それに至るまで適応化された補正係数Ｆ（ｉ）を用いて測定は補正される：
ωＫｏｒｒ，ｉ＝ωＭｅｓｓ（ｔ）／Ｆ［ｉ］
回転数信号の補正は、直前に通過したマグネットセグメントセンサ組合わせを用いて実施される。それに対して補正係数Ｆ［ｉ］の適応化には先行の値が用いられる
Ｈ：シフトレジスタへのインデックスｉとωＭｅｓｓ，ｉの記憶、これは後続の時点でこれらの値に対して先行値としてのアクセスができるようにするためである
Ｊ：次のシーケンスの準備のために、先行のマグネットセグメントセンサ組合わせに基づいて、二次側部分の回転方向が識別され、インデックスｉが高められたり（右回り）、低減される（左回り）。インデックスｉが間隔［１〜２・ｐ・ｍ］を上回るか下回ると、インデックスは２・ｐ・ｍ（下回り）ないしは１（上回り）にセットされる。このインデックスｉはここでは目下のマグネットセグメントセンサ組合わせと称される。
【００４４】
適応化の際の重要なポイントは精度である。この精度に応じて実際の回転数に近似するからである。前述してきた実施例の場合では、この近似が測定された回転数のフィルタリングによって達成されている。その他にも、既に補正した回転数のフィルタリングも可能である。実際の回転数を推論し得る別の測定信号が得られるのであるならば、それを利用することも可能である。
【００４５】
ＥＣモータと評価装置からなる装置の遮断の際には、２・ｐ・ｍの学習された補正係数が評価装置の不揮発性メモリに書き込まれる。適応化の開始時点では、ちょうど偶然にアクティブであったマグネットセグメントセンサ組合わせのもとでインデックスｉは意図的に選択されたスタート値にセットされ、このマグネットセグメントセンサ組合わせが装置の再スイッチオンの直後ではわからないので、マグネットセグメントセンサ組合わせに対する補正係数の対応付けの検査と、エラーを含んだ対応付けが確定した時点での訂正がなされなければならない。それによって補正係数は装置の再スイッチオンの後で引き続き利用できるようになる。
【００４６】
適応化が例えば信号障害に基づいて誤った形で実施されるか全く実施されなかった場合には、同じような問題が既に適応化期間中に生じる。そのためインデックスｉは、誤って追加書込みされ、それに伴って補正係数も、その補正係数が求められたマグネットセグメントセンサ組合わせよりもずれたマグネットセグメントセンサ組合わせに対応付けられる。そのようなケースでは、補正された回転数ωＫｏｒｒが、未補正の回転数よりも著しく強く実際の回転数からずれる。
【００４７】
評価装置のデータメモリ内には、２ｍ（＝６）個の順次連続した位置測定信号状態の適正な順序が記憶されている。この適正順序は位置測定信号の状態の順序と比較される。その際にずれが検出された場合には、そのエラーが次のシーケンス呼出しの際に除かれる。マグネットセグメントセンサ組合わせの変動は、＋−ｍ個の変動内では一義的である。障害の期間中に二次側部分の回転方向が維持され続けていたことが間違いなければ、（２ｍ−１の）追加記録も補正可能である。
【００４８】
適応化の品質は、未補正回転数と補正回転数の変動幅が繰り返し所定の時間窓に亘って相互比較されることで監視できる。補正後の回転数が未補正の回転数よりも変動が大きい場合には、誤った対応付けが考えられる。その後で対応付け再構築されるか補正係数が値１にセットされる。
【００４９】
対応付けの再構築の場合には、次のことから出発する。すなわち２・ｐ・ｍの補正係数の数列が１つの方式を表すサインを示すことから出発する。補正係数の新たなセットを適応化する場合には、それが非常に類似した数列を持つようにしなければならない。その場合には、新たな数列がいずれにせよこれまでの数列に対してシフトできるものでなければならない。それ故に対応付けの再構築に対しては、前の数列が２・ｐ・ｍ回周期的にシフトされ、各シフトステップに従ってこれまでの数列と比較される。前の数列とこれまでの数列の間で最大の一致が見られる交換ないしシフト組合わせのもとでは、マグネットセグメントセンサ組合わせの古い数列の数値が適正に対応付けられているものとみなされる。そしてその対応付けを用いることで、回転数信号の補正および/またはさらなる適応化が実施される。
【００５０】
本発明の別の実施例では、以下のことが行われる：
・まずマグネットセグメントセンサ組合わせの数に相応する数であって、少なくとも該当するマグネットセグメントセンサ組合わせに対する補正係数とこれに対応する測定信号状態からなる値組合わせを有する第１のデータセットが求められて記憶される。３つの磁気センサと３つの磁極対とを備えたＥＣモータに対するそのようなデータセットの実施例が図４の上半分にグラフィックに表されている。：
・その後で、補正係数の求められたマグネットセグメントセンサ組合わせが新たに実行される。その場合には新たな複数の値組合わせを備えた第２のデータセットが求められて記憶される。この第２のデータセットは図４の下方にグラフィックに示されている。：
・そして第１及び第２のデータセットの測定信号状態が相互に比較される。その際に偏差がみられる時には、これらのデータセットの値組合わせは、データセットの測定信号状態が一致するように、周期的に相互に相対的にシフトされる。図４の実施例によれば、このことは次のことによって達成され得る。すなわち、先の適応化の値組合わせが３ポジションだけ周期的に右方向にシフトされることによって達成される。：
・その後で、それぞれ相互に対応付けられたデータセットの補正係数が相互に比較される。つまり図４の第１のデータセットのインデックスｉ＝１の補正係数が、第２のデータセットのインデックスｉ＝４の補正係数と比較され、さらに第１のデータセットのインデックスｉ＝２の補正係数が第２のデータセットのインデックスｉ＝５の補正係数と比較され、以下同様に比較される。：
・さらなるステップでは、第１のデータセットの補正係数が、磁気センサの数の２倍に相応する数のステップだけ（つまり２・ｍ＝６ステップ）他のデータセットの補正係数に対して相対的に取り替えられ、その後でデータセットのそれぞれ相互に対応付けられた補正係数が相互に比較される。このステップは、全ての交換組合わせが処理されるまで繰り返される。：
・その後で、補正係数セット間で最大の一致が達成された交換組合わせが求められる。この交換組合わせを用いることによって、複数の補正係数セットの相互に対応付けられた補正係数からそれぞれ１つの平均値が形成され、新たな補正係数として記憶される。そのようにして求められた新たな補正係数を用いて回転数測定信号が補正される。
【００５１】
すなわち必ずしも２・ｐ・ｍ回のシフトが必要となるわけではない。そこでは、ｐ個の磁気周期のうちのどれが最良に経過したがが抽出されるだけでよい。新たな補正係数が適応化される時間の間は、補正された回転数が係数１をもって算出されるか若しくはそこまでに適応化された補正係数をもって算出される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】ＥＣモータの二次側部分端面側の概略的な平面図
【図２】位置測定装置を用いて検出された位置測定信号をグラフィカルに表した図
【図３】位置測定信号から生成された回転数信号の補正の際の個々のステップを表したフローチャート
【図４】複数の補正係数をグラフィカルに表した図
【符号の説明】
【００５３】
１〜８    マグネットセグメント
９    支持部分
α    ２つのマグネットセグメント間の角度
β    角度
Ａ    磁気センサ
Ｂ    磁気センサ
Ｃ    磁気センサ
Ａ′  磁気センサＡの出力信号
Ｂ′  磁気センサＢの出力信号
Ｃ′  磁気センサＣの出力信号
Ｐｆ  正転方向
【図１】
2005326424.tif 000006
【図２】
2005326424.tif 000007
【図３】
2005326424.tif 000008
【図４】
2005326424.tif 000009